Výzkum a stav použití ultratenkých diamantových řezných kotoučů

Ultratenké diamantové řezné kotoučesi postupně získaly pozornost lidí díky svým výhodám, jako je ultratenká šířka řezné drážky, hladké lomy řezu, nízká míra zmetkovitosti a vysoká účinnost řezání.

 

Tento článek shrnuje pokrok ve výzkumu a aplikační stav hlavních výrobních metod ultratenkých diamantových řezných kotoučů za posledních 10 let a představuje způsoby přípravy ultratenkých diamantových řezných kotoučů, včetně metod galvanizace a vytvrzování pryskyřic. Metoda galvanického pokovování se vyznačuje jednoduchým zařízením, zeleným Výhody ochrany životního prostředí a recyklovatelné výroby se staly nejpravděpodobnějším způsobem přípravy pro průmyslové aplikace ve velkém měřítku. Článek konečně poukázal na jeho vývojový směr.

 

Výroba diamantových ultratenkých řezných kotoučů pryskyřičnou metodou je metoda, kterou lze dosáhnout dobrého zachování tvaru. Obecně se jako pojivo používá termosetová fenolová pryskyřice. Jeho metodou je smíchání diamantových brusných zrn s pryskyřicí a následné použití lisování za tepla ke spékání a zahřívání. Broušení se provádí po vytvrzení, což je proces, který trvá hodiny, a proto je jeho výroba nákladná. S pokrokem technologie jsou teplem tvrditelné pryskyřice postupně nahrazovány světlem tvrditelnými pryskyřicemi, které se skládají převážně ze základních polymerů (fotosíťovatelné polymery), reaktivních ředidel (fotopolymerizovatelné monomery), fotoiniciátorů a přísad. složení. Nejpodstatnější rozdíl mezi ní a tepelně vytvrzovanou pryskyřicí je v tom, že její proces vytvrzování je proces chemické reakce způsobený absorpcí světla vhodné vlnové délky a její přeměna z kapaliny na pevnou látku je výsledkem zvýšení molekulové hmotnosti, která není způsobena těkáním rozpouštědla, takže má výhody rychlého vytvrzování, bez znečištění a úspory energie, ale omezujícím faktorem je vysoká cena surovin.

Pomocí fototvrditelné pryskyřice k výrobě ultratenkých diamantových řezných kotoučů použili Peng Wei, Gu Taihong atd. fototvrditelnou pryskyřici jako pojivo k úspěšnému vývoji ultratenkého diamantového řezného kotouče o tloušťce 0,15 mm a dokončeno řezný test jednoho kusu. Tvar brusného kotouče po řezání je: 53mm×40mm×0,15mm. Na vzorcích připravených v experimentu byly provedeny řezné zkoušky. Prostřednictvím analýzy experimentálních dat konečný výsledek ukazuje, že přidání vhodného množství SiO2. Může zlepšit celkový výkon řezného kotouče, a když je přidaný obsah částic 48, řezný účinek řezného kotouče je nejlepší a lom řezu je hladší. Podle analýzy je hlavní příčinou tohoto jevu brusný efekt částic SiO2 na povrchu drážky vysokohustotní distribucí částic SiO2 na povrchu původního kopce a brusného kotouče.

V roce 2004 na základě technologie rychlého prototypování Yao Chunyan, Peng Wei atd. studovali technologii rychlé výroby ultratenkých diamantových řezných brusných kotoučů s použitím fotocitlivé pryskyřice jako pojiva a přidali japonské vousy REV ( 13μm×70μm), pro zlepšení mechanických vlastností vazby diamantového řezného plechu. Knoopova tvrdost jednoho kusu je asi K1000, zatímco Knoopova tvrdost diamantu je až K7000E. Do připravené fotocitlivé pryskyřice kvantitativně vmíchejte diamantový mikroprášek a whiskery, rovnoměrně promíchejte a vakuově odpěněte, nasypte do formy na tenké řezné kotouče při pokojové teplotě a vytvrzujte a tvarujte ultrafialovým zářením. Velikost formovaného ultratenkého plátu diamantového řezného kotouče je: 52 mm × 40 mm × 0,15 mm. Řezné testy řezných kotoučů s různým složením dokazují, že přidání REV vousů k řezným kotoučům z fotocitlivé pryskyřice může zlepšit brusný výkon řezného kotouče a zlepšit kvalitu řezaného materiálu po řezání.

Samotné přidání SiO2 nebo whiskerů k řezacímu listu je omezeno na zlepšení výkonu řezného listu a nemůže splnit skutečné potřeby. V roce 2004 Li Chengfu a další použili jako pojivo epoxidovou pryskyřici LC-2800 vyrobenou společností Showa Polymer Company. Pryskyřice se vytvrzuje ozářením ultrafialovým světlem za vzniku ultratenkých řezaných plechů a její tvrdost, pevnost a odolnost proti opotřebení se zlepší přidáním částic a vláken SiO2 jako plniva. Výrobní metoda kostkového plátu je metoda vysokorychlostního odstředivého potahování, to znamená, že nejprve kapalnou pryskyřici kápnete na střed substrátu a poté necháte substrát otáčet vysokou rychlostí, aby kapalná pryskyřice difundovala na substrát. substrát za vzniku tenkého filmu a ozařuje se ultrafialovým světlem v horních 10 mm. Aby vytvrzená pryskyřice ztuhla, aby se vyrobila ultratenká řezací čepel, velikost zkušební čepele je 54 mm × 40 mm × 0,05 mm. Srovnávací experimenty řezání různých vzorků dokazují, že metodu odstředivého potahování lze použít k výrobě ultratenkých diamantových řezných listů a přidání granulovaných plniv může zlepšit tvrdost a vláknitá plniva mohou zvýšit pevnost. Karbonové vlákno má lepší výkon.

 

2.2 Metoda galvanického pokovování

Metoda galvanického pokovování je proces nanášení tenké vrstvy jiných kovů nebo slitin na kovový substrát pomocí principu elektrolýzy. Jedná se o proces využívající elektrolýzu k připojení vrstvy kovového filmu na povrch kovu nebo jiných materiálových částí. Částice vstupují do kompozitního povlaku procesem elektrolýzy. Guglielmi věří, že částice vstupující do kompozitního povlaku se spoléhají hlavně na dvoustupňový adsorpční mechanismus: prvním krokem je, že částice nesoucí ionty a molekulární filmy rozpouštědla jsou adsorbovány na povrchu elektrody, což se nazývá slabá adsorpce. Je v rovnováze s částicemi suspendovanými v lázni. Částice ve slabě adsorbovaném stavu odstraňují své adsorbované ionty a solvatovaný film a jsou v přímém kontaktu s povrchem katody za vzniku nevratné elektrochemické adsorpce, která se stává silným adsorpčním krokem. Poté následuje zapuštění silně adsorbovaných částic do povlaku během procesu elektrolytického nanášení kovu.

V roce 2000 představil Liu Dingfu z South China University of Technology metodu použití kompozitního pokovování, což je proces výroby diamantových kotoučových pilových kotoučů s povlakem ze slitiny niklu a kobaltu jako lepidlo. Čepel) Použijte tenký pilový kotouč každých 6-7 mm k vyřezání 9 mm dlouhé mezery ve směru průměru, aby následné diamantové částice a povlak jako pojivo měly podobný mechanický mozaikový efekt, aby se dále zpevnit spojení mezi kompozitním povlakem a substrátem Force, prodloužit životnost pilového kotouče. Metoda broušení využívá metodu broušení, to znamená, že pomocí kapátka absorbujte hydrofilizované diamantové částice a rovnoměrně je rozprostřete na povrchu nanášení směrem nahoru a poté mírně zavibrujte pilovým kotoučem, aby částice diamantu mohly být ve stabilním kontaktu s podkladem. . Po předběžném pokovení, broušení, zahušťování a lesklém pokovování se nakonec získá dobrý povlak. Konečně bylo prokázáno, že slitina niklu a kobaltu může být použita jako pojivo pro získání dobrého povlaku při výrobě diamantových nástrojů.

V roce 2002 Guo Tiefeng a Yang Yanjun navrhli, že fosfát byl poprvé použit k přípravě chemických konverzních povlaků. Vzorec je (g/l): kyselina šťavelová 5, kyselina fosforečná 15, šťavelan sodný 4, fosforečnan sodný 10, chlorečnan sodný 5; provozní podmínky Pro: teplota 20 stupňů, doba 5min. Připravený chemický konverzní povlak je nejlepší s austenitickou nerezovou ocelí, která má dobrou elektrickou vodivost, může zajistit hladký průběh procesu elektrolytického nanášení a zabránit silnému spojení elektrolytického materiálu se substrátem, aby se usnadnilo odlupování povlaku.

Pro stupeň elektrochemické depozice se používá roztok pro galvanické pokovování Ni-Co. Vzorec pokovovacího roztoku je (g/L): síran nikelnatý 220-240, síran kobaltnatý 15-30, kyselina boritá 25-35, chlorid sodný 10-20 a příslušné množství patentu přísady , Diamantový prášek 5-10. Provozní podmínky experimentu jsou: teplota galvanického pokovování 45 stupňů ~ 50 stupňů, hodnota pH 4,1 ~ 4,5, Dk=2A/dm³, míchání vzduchovou pumpou, přerušovaná doba 10min. Kompozitní povlak se ze substrátu stáhne zahřátím a vyrazí se na studeném lisovacím stroji. U hotového výrobku vyrobeného v experimentu ukazuje experiment srovnávání řezného plechu, že produkt může splňovat požadavky na řezání a náklady jsou sníženy o 1/3.

Zhou Linhua, Xu Jianhong atd. z 8. výzkumného institutu šanghajského jaderného průmyslu v patentu podaném v roce 2003 podrobně popsali způsob výroby ultratenkých diamantových řezných kotoučů . Jako anoda je použita niklová deska a jako katoda je použita nerezová ocel. Roztok pro galvanické pokovování se získá přidáním diamantových brusiv, kyseliny borité a přísad do směsného roztoku hydratované kovové soli niklu nebo hydratované kovové soli niklu a dalších hydratovaných solí kovů. Vzorec je (g/L): kyselina sírová Nikl 150-300, síran kobaltnatý 3-20, kyselina boritá 25-40, chlorid nikelnatý 30-60, primární zjasňovač 0. 2-2, sekundární rozjasňovač 0.2-2, lubrikant 0.{11}}. Parametry procesu galvanického pokovování jsou: Dk=2A/dm³, hodnota pH 4,1~4,5, teplota 45 stupňů ~50 stupňů, hustota diamantu 5~20g/L, čas může řídit tloušťku kompozitní galvanické vrstvy. Vložte katodu a anodu do galvanizačního roztoku a po zapnutí napájení působením elektronů jsou diamantové brusivo a kovové ionty rovnoměrně eutektoidní na katodovém substrátu, aby se získala kompozitní vrstva pro galvanické pokovování. Jemně ohněte katodový substrát galvanicky pokovený kompozitní vrstvou do tvaru oblouku, kompozitní galvanizační vrstva se snadno oddělí od katodového substrátu a nakonec se získá oddělený diamantový a nikl-kobaltový kompozitní povlak. Po třech hodinách galvanického pokovování lze získat kompozitní povlak o tloušťce 20 μm.

Na základě různých substrátů a různých metod stripování kompozitních povlaků představil v roce 2009 Liu Jinlong z Dalian University of Technology metodu použití hliníkové slitiny jako substrátu pro kompozitní povlaky z diamantu a niklu v článku „Experimental Research on Improving the Performance kompozitních elektrodeponovaných diamantových pil“. Příprava, substrát z hliníkové slitiny se vloží do pokovovací nádrže jako katoda po předběžném pokovování pro společné nanášení diamantového kovu, po získání požadované tloušťky povlaku je vyjmut, elektrolyzován ve vlastnoručně vyrobené elektrolytické nádrži a substrát je korodován vhodným elektrolytem. Získaný kompozitní povlak byl studován na škrábancích a opotřebení čepele na křemíkové destičce a skle. Po řezání zůstalo ostří ostré bez zkroucení a jiných deformací a výkon splnil požadavky. He Changyao v patentu, o který byl požádán v roce 2009, představil metodu výroby ultratenkých diamantových řezných kotoučů s potaženým plastem jako substrátem.

Jako substrát katody zvolí potažený plast, předem vysráží vrstvu diamantu na povrchu a vloží elektrolyt smíchaný s 18-25 niklovou solí, 1-2 sodnou solí, 1-3 kobaltem a 2-4 kyselý roztok. Mezi nimi se jako substrát anody používá vysoce čistá niklová deska, teplota je 30 stupně ~ 40 stupňů a hodnota pH je 4.2-4.6. Diamant se nanese na diamantový povrch katodového substrátu elektrolytickým nanášením, aby se diamant zpevnil, čímž se získá tloušťka 0,5. 02 ~ 1mm galvanická vrstva. Poté vložte katodový substrát s galvanickou vrstvou do připraveného chloroformového roztoku s přídavkem 2 ethanolu, rozpusťte potahový plast a získejte diamant-niklový kompozitní povlak a nařežte jej na požadovanou velikost přes kus pro následné zpracování.